[發明專利]基于壓電材料和熱敏電阻材料的人工皮膚及其檢測方法

有效

• 申請號: 201710757054.6
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107551323B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 高碩;王偉寧;鞏浩
• 申請（專利權）人: 北京中碩眾聯智能電子科技有限公司
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/60;B25J9/00;B32B33/00;G01K7/22;G01L1/16
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 張紅衛;劉珊珊

本發明公開了一種基于壓電材料和熱敏電阻材料的人工皮膚，它包括信號采集部分和電路部分，信號采集部分包括器件保護層以及設置于器件保護層下面的復合信號采集層，電路部分包括前端電路和后端電路，后端電路可采用第一后端電路或第二后端電路。本發明還公開了利用上述人工皮膚檢測壓力和溫度的方法。本發明結構簡單、易于小型化和集成化，測試方法簡潔、嚴謹。本發明適用于制作人工智能皮膚。

技術領域

本發明屬于醫療器械、人工智能、教學設備技術領域,用于制作人工智能皮膚，具體地說是一種基于壓電材料和熱敏電阻材料的人工皮膚及其檢測方法。

背景技術

皮膚是人類最為重要的感知器官之一，隨著機器人技術和電子醫療技術的高速發展，人工智能皮膚受到廣泛的關注。

人工智能皮膚是用功能型材料來模仿人體皮膚的產品?，F有的人工智能皮膚大都采用傳感器等電路結構采集信號，結構復雜，不利于小型化和集成化，不易擴展到大面積，并且檢測靈敏度低。此外，現有的人工皮膚不具備智能檢測功能。

發明內容

本發明旨在提供一種基于壓電材料和熱敏電阻材料的人工皮膚，以期能夠解決現有技術所存在的上述問題。本發明的另外一個目的是提供利用上述人工皮膚實現的溫度和壓力檢測方法。

本發明為實現上述目的，所采用的技術方案如下：

一種基于壓電材料和熱敏電阻材料的人工皮膚，它包括信號采集部分和電路部分；

一）信號采集部分

所述信號采集部分包括器件保護層以及設置于器件保護層下面的復合信號采集層；

所述復合信號采集層采用第一復合信號采集層或者第二復合信號采集層；其中，

①第一復合信號采集層

所述第一復合信號采集層由自上而下依次設置的第一電極層、熱敏電阻材料層、第二電極層、壓電材料層和第三電極層組成；

所述第一電極層、熱敏電阻材料層和第二電極層一起組成溫度檢測層；

所述第二電極層、壓電材料層和第三電極層一起組成壓力檢測層；

②第二復合信號采集層

所述第二復合信號采集層為由上而下依次設置的第三電極層、壓電材料層、第二電極層、熱敏電阻材料層和第一電極層組成；

所述第三電極層、壓電材料層和第二電極層一起組成壓力檢測層；

所述第二電極層、熱敏電阻材料層和第一電極層一起組成溫度檢測層；

二）電路部分

所述電路部分包括前端電路和后端電路；

所述前端電路包括第一控制器，所述第一控制器的控制信號輸出端與第一電極層、第二電極層的信號輸入端相連；

所述后端電路采用第一后端電路或第二后端電路之一，其中，

A.第一后端電路

所述第一后端電路包括依次串接的濾波單元、第一模數轉換單元、第一中央處理器，所述濾波單元包括并聯的低通濾波器和高通濾波器，第一模數轉換單元包括第一模數轉換器和第二模數轉換器；

所述溫度檢測層和壓力檢測層的信號輸出端均與濾波單元的信號輸入端相連，所述低通濾波器的信號輸出端通過第一模數轉換器、高通濾波器的信號輸出端通過第二模數轉換器分別連接第一中央處理器；

B.第二后端電路

所述第二后端電路包括依次串接的第二模數轉換單元和第二中央處理器；